题目
67、单选题甲地在丙地正西17千米,乙地在丙地正北8千米。张从甲地、李从乙地同时出发,分别向正东和正南方向匀速行走。两人速度均为整数千米/小时,且1小时后两人的直线距离为13千米,又经过3小时后两人均经过了丙地且直线距离为5千米。已知李的速度是张的60%,则张经过丙地的时间比李:A. 早不到10分钟B. 早10分钟以上C. 晚不到10分钟D. 晚10分钟以上
67、单选题
甲地在丙地正西17千米,乙地在丙地正北8千米。张从甲地、李从乙地同时出发,分别向正东和正南方向匀速行走。两人速度均为整数千米/小时,且1小时后两人的直线距离为13千米,又经过3小时后两人均经过了丙地且直线距离为5千米。已知李的速度是张的60%,则张经过丙地的时间比李:
A. 早不到10分钟
B. 早10分钟以上
C. 晚不到10分钟
D. 晚10分钟以上
题目解答
答案
D. 晚10分钟以上
解析
考查要点:本题主要考查运动学中的相对位置与速度关系,结合勾股定理建立方程求解速度,进而分析时间差。
解题核心思路:
- 坐标系建立:以丙地为原点,确定甲、乙初始位置。
- 速度关系:设张的速度为$v$,则李的速度为$0.6v$,且$v$为整数。
- 时间分段分析:
- 1小时后:利用两人位置坐标,通过直线距离$13$千米列方程求解$v$。
- 4小时后:验证两人经过丙地后的相对位置是否满足距离$5$千米。
- 时间差计算:分别计算张、李到达丙地的时间,求差并转换为分钟。
破题关键:
- 速度整数约束:$v$需满足$0.6v$为整数,即$v$为$5$的倍数。
- 方程建立与求解:通过勾股定理建立方程,结合速度整数特性快速确定$v$。
坐标系与初始位置
- 丙地为原点$(0,0)$。
- 甲地坐标$(-17,0)$,乙地坐标$(0,8)$。
速度设定
- 张的速度为$v$千米/小时(整数),李的速度为$0.6v$千米/小时(需为整数)。
1小时后位置与距离
- 张的位置:$(-17 + v, 0)$。
- 李的位置:$(0, 8 - 0.6v)$。
- 直线距离方程:
$\sqrt{(-17 + v)^2 + (8 - 0.6v)^2} = 13$
平方后展开:
$(-17 + v)^2 + (8 - 0.6v)^2 = 169$
速度求解
- 代入整数尝试:
- $v=5$时:$(-12)^2 + 5^2 = 144 + 25 = 169$,成立。
- 因此,张的速度$v=5$千米/小时,李的速度$0.6v=3$千米/小时。
4小时后位置验证
- 张的位置:$-17 + 5 \times 4 = 3$(已过丙地)。
- 李的位置:$8 - 3 \times 4 = -4$(已过丙地)。
- 直线距离:
$\sqrt{(3 - 0)^2 + (0 - (-4))^2} = \sqrt{9 + 16} = 5$
符合条件。
到达丙地时间差
- 张到达丙地时间:$\frac{17}{5} = 3.4$小时(3小时24分钟)。
- 李到达丙地时间:$\frac{8}{3} \approx 2.6667$小时(2小时40分钟)。
- 时间差:$3.4 - 2.6667 \approx 0.7333$小时 $\approx 44$分钟。